張　偉，李魯華，呂　新

(1．石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)系耕作教研室，新疆石河子　832003；2．新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子　832003)

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不同灌水量對滴灌春小麥根系時(shí)空分布、水分利用率及產(chǎn)量的影響

張偉1，2，李魯華1，2，呂新2

(1．石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 農(nóng)學(xué)系耕作教研室，新疆石河子832003；2．新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子832003)

摘要為明確新疆干旱區(qū)滴灌春小麥不同灌水量對小麥根系時(shí)空分布、水分利用率及產(chǎn)量的影響，以‘新春19號’為材料，利用田間定位試驗(yàn)研究4個(gè)灌水量處理(W0：0 m3/hm2、W1：1 500 m3/hm2、W2：4 500 m3/hm2、Wck：對照3 750 m3/hm2)于拔節(jié)期、抽穗期、開花期及成熟期對小麥根系根長密度、根體積、根質(zhì)量等在0～100 cm土層的垂直分布、動態(tài)變化及對產(chǎn)量構(gòu)成因素和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：開花期土壤含水量最低，小麥耗水量最大；0～20 cm是各處理根量值(根質(zhì)量、根體積、根長密度)的最大層，也是根系活動最為旺盛的區(qū)域；土壤水分適宜(Wck)時(shí)，表層根量增加；水分過多會導(dǎo)致根系生長受抑(W2)，促使根系活力下降，根系衰亡提前，影響水分的吸收，最終導(dǎo)致水分利用率最低且產(chǎn)量下降；水分虧缺(W1)雖然在一定程度上促進(jìn)深層根量的增加，有助于干旱條件下小麥根系利用深層土壤的水分和提高水分利用效率，但卻造成較低的產(chǎn)量；土壤水分嚴(yán)重缺乏(W0)，根系吸水困難，對表層土壤根系數(shù)量的增加不利，也會導(dǎo)致減產(chǎn)?？梢?，在水資源相對充沛條件下滴灌小麥采用Wck處理更有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)水和高產(chǎn)的統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞不同灌水量；春小麥；根系時(shí)空分布；水分利用率；產(chǎn)量

小麥?zhǔn)切陆闹饕Z食作物，播種面積占糧食作物的61%以上[1]。但氣候特征造就新疆的干旱少雨現(xiàn)狀，水資源嚴(yán)重缺乏，制約著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，成為新疆小麥生產(chǎn)發(fā)展的最大障礙[2]。新疆是中國典型的灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，農(nóng)業(yè)用水占總用水量90%以上。農(nóng)業(yè)節(jié)水意義重大，滴灌技術(shù)應(yīng)用普遍，截止2013年底，新疆滴灌面積達(dá)到200×104hm2，成為世界上連片滴灌面積最大的區(qū)域[3]。隨著滴灌技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，小麥生產(chǎn)對節(jié)約用水、提高水分利用效率的迫切要求，滴灌技術(shù)在新疆部分地區(qū)的麥類密植作物上推廣應(yīng)用，近幾年在新疆大力推廣[4-5]，目前全疆滴灌小麥應(yīng)用種植面積已近100萬hm2[6]。傳統(tǒng)的地面灌溉小麥造成灌水不均勻，出苗不一致，長勢不整齊和產(chǎn)量不穩(wěn)定等現(xiàn)象[7]，不利于大田全面均衡增產(chǎn)。滴灌技術(shù)便于管理和人工控制，用水量少且停灌自如，在春小麥增產(chǎn)、節(jié)水方面效果顯著，是新疆荒漠綠洲灌溉農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢[8]。

根系是小麥吸水的重要器官，作物對土壤水肥的利用狀況主要取決于不同土層中的根系分布，根系與土壤水肥的吸收和消耗有著密切的關(guān)系。深層土壤中根量不足限制著土壤有效水肥的充分吸收。研究表明，小麥根系的生長、空間分布、根系構(gòu)型和地上部生長發(fā)育以及產(chǎn)量形成密切相關(guān)[9]，而灌水量也明顯影響著小麥根系的生長發(fā)育和空間分布[10-11]。王淑芬等[12]發(fā)現(xiàn)，小麥根系主要分布在0～80 cm土層，表層土壤根系密度的最大值出現(xiàn)在拔節(jié)-孕穗期。Lü等[13]對冬小麥分別進(jìn)行了畦灌、噴灌和滴灌3種處理，認(rèn)為滴灌條件下小麥根系的主要分布區(qū)域相對畦灌上移，土壤剖面的根系分布模式也發(fā)生了變化。劉坤等[14]研究少量多次和少次多量灌溉方式下冬小麥根系分布和根系對土壤水分和養(yǎng)分吸收之間的關(guān)系。薛麗華等[15]研究表明，小麥根系的垂直分布很大程度上受根系建成期間的土壤水分影響，正常供水，根系生物量集中在淺土層，干旱時(shí)土壤深層的根系分布明顯增多。然而，不同灌溉方式下作物根系分布和產(chǎn)量、水分利用率等之間的關(guān)系是目前更多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)[16-18]，研究者希望通過探索不同灌溉方式下作物根系的空間分布與產(chǎn)量間的關(guān)系來尋找灌水方式優(yōu)劣的真正原因。

春小麥根系分布狀況與其生長發(fā)育、產(chǎn)量、水分利用率等關(guān)系密切，探索新疆春小麥根系分布及生長狀況，對提高春小麥水分利用和促進(jìn)環(huán)境與農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。然而，滴灌小麥節(jié)水增產(chǎn)技術(shù)有別于常規(guī)漫灌方式，小定額的麥田根區(qū)連續(xù)供水和植物根系的向水性特征使小麥的根系分布發(fā)生一定變化。因此，深入研究滴灌方式對春小麥各土層內(nèi)根系分布動態(tài)的影響，探討小麥根系分布與深層土壤水分利用、抗旱節(jié)水的關(guān)系十分必要。為此，本試驗(yàn)通過連續(xù)2 a的滴灌小麥試驗(yàn)，探索不同灌水量條件下小麥根系的空間分布特征和產(chǎn)量構(gòu)成因素，為進(jìn)一步研究滴灌節(jié)水條件下春小麥的水分吸收和高產(chǎn)形成機(jī)制奠定基礎(chǔ)，以期為滴灌小麥合理的灌溉制度和改進(jìn)措施提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)概況

試驗(yàn)于2012-2013年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站(44°18′N，86°00′E)進(jìn)行。試驗(yàn)站位于準(zhǔn)噶爾盆地西南緣，海拔412 m，年平均日照時(shí)間2 865 h，大于10 ℃積溫為3 463.5 ℃，多年平均降雨量207 mm，平均蒸發(fā)量1 600 mm，屬中溫帶大陸性干旱區(qū)氣候。供試小麥品種選用‘新春19號’。

1.2試驗(yàn)地基本條件

地下水埋深大于8 m，土壤質(zhì)地為中壤土，0～30 cm土層平均體積質(zhì)量1.295 g/cm3，田間持水率21.6%(質(zhì)量百分比)，前茬為小麥。施用尿素420 kg/hm2，磷酸二氫鉀120 kg/hm2，均隨水滴施。滴灌帶選用新疆天業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)的單翼迷宮式滴灌帶，滴灌帶間距90 cm，滴頭間距30 cm，滴頭設(shè)計(jì)流量2.1 L/h，采用1管6行布置，小麥行距15 cm，常規(guī)栽培管理。全生育期內(nèi)共滴水10次。2012-2013年春小麥生育期內(nèi)降雨量見表1。

表1　2012-2013年春小麥生長季節(jié)降雨量

1.3灌水處理

設(shè)置無灌水(W0，嚴(yán)重缺水)，1 500 m3/hm2(W1，水分虧缺)，4 500 m3/hm2(W2，過量灌水)為3個(gè)灌量處理，同時(shí)設(shè)置3 750 m3/hm2(Wck，常規(guī)灌水)作為對照試驗(yàn)。小區(qū)長和寬為20 m×10 m，田間隨機(jī)排列，各重復(fù)3次，其他管理措施同一般滴灌麥田，收獲期進(jìn)行測產(chǎn)、實(shí)收。

1.4取根樣及測定方法

不同灌溉量條件下在拔節(jié)、抽穗、開花、成熟4個(gè)生育時(shí)期分別利用根鉆法在小麥行內(nèi)取根，觀測小麥根系的分布特征，確定兩滴灌帶之間主要根系活動層的根系動態(tài)分布規(guī)律。根鉆法水平方向每隔15 cm取1鉆，取6個(gè)點(diǎn)，水平方向每個(gè)點(diǎn)的下方(垂直方向)每隔20 cm取1層，直至100 cm深(圖1)，根鉆直徑5.5 cm。對田間根鉆法取回的根系進(jìn)行洗根、分根(分離出雜草根系、過去的死根等)，后將根置入根盒，在專用掃描儀下進(jìn)行掃描，掃描后的根系圖片用Win-RHIZO分析軟件進(jìn)行解讀，即得到單位容積內(nèi)小麥根系的根長密度、根體積、根表面積、根直徑等相關(guān)參數(shù)，用以研究根系在土壤中的分布[10]。分析不同生育階段滴灌小麥根系形態(tài)(根質(zhì)量、根長密度、根體積等相關(guān)參數(shù))在土壤剖面上的分布。

1.5植株干物質(zhì)測定

分別在拔節(jié)、抽穗、開花、成熟4個(gè)生育時(shí)期將麥株整株剪下，將麥株分成葉片、莖桿、穎殼和籽粒(成熟期)4部分在烘箱內(nèi)烘至恒質(zhì)量，分別稱量。

1.6土壤含水量測定

分別在拔節(jié)、抽穗、開花、成熟4個(gè)生育時(shí)期用土鉆對各小區(qū)0～100 cm土層分層取樣，每20 cm為1層，重復(fù)3次。取樣后將土樣裝入鋁盒，120 ℃烘干至恒質(zhì)量計(jì)算土壤含水量。

土壤含水量=[(土樣質(zhì)量-土樣干質(zhì)量)/土樣干質(zhì)量]×100%

1.7產(chǎn)量和水分利用效率

小麥成熟期考察各產(chǎn)量構(gòu)成因素，同時(shí)每小區(qū)進(jìn)行實(shí)收，均以3次重復(fù)的平均產(chǎn)量計(jì)產(chǎn)。水分利用率按下式計(jì)算。

水分利用率=小麥經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量/全生育期總耗水量

總耗水量=全生育期內(nèi)1 m土壤貯水消耗量+灌溉量+降水量

式中:i為土層編號，n為總土層數(shù)，γi為第i 層土壤體積質(zhì)量(g/cm3)，Hi為第i層土壤厚度(cm)， θi1和θi2分別為全生育期階段初和全生育期階段末第i層的土壤含水量[19]。

1.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel2003、SPSS15.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制圖使用Surfer8.0軟件。

圖1　兩滴灌帶之間主要根系活動層

2結(jié)果與分析

2.1不同生育時(shí)期各土層土壤含水量變化

不同生育時(shí)期各土層土壤含水量垂直分布動態(tài)變化見圖2。4個(gè)生育時(shí)期的土層含水量最大值均出現(xiàn)在80～100 cm處，表明該土壤層次的水滲透量最大；拔節(jié)期0～100 cm土層含水量表現(xiàn)為W2(15.8%)>Wck(14.6%)>W1(14.4%)>W0(11.2%)，W2、Wck和W1處理間差異不顯著(P=0.067)，但這3個(gè)處理與W0間差異顯著(P=0.044)；抽穗期0～100 cm土層含水量表現(xiàn)為W2(16.6%)>Wck(15.2%)>W1(14.8%)>W0(11.6%)，各處理間差異顯著(P=0.048)；開花期0～100 cm土層含水量表現(xiàn)為W2(16.4%)>Wck(14.4%)>W1(13.8%)>W0(10.4%)，各處理間差異顯著(P=0.039)；成熟期0～100 cm土層含水量表現(xiàn)為W2(17.8%)>Wck(15.8%)>W1(15.2%)>W0(11.3%)，W2分別與Wck、W1和W0間差異顯著(P=0.023，P<0.01)；4個(gè)生育時(shí)期的土層含水量均呈現(xiàn)W2>Wck>W1>W0，說明滴水量越大，各土壤層次含水量越高，兩者呈正相關(guān)性，土層含水量與灌水定額具有一致性；不同生育時(shí)期內(nèi)各土層土壤含水量相比，開花期內(nèi)含水量最低，表明開花期小麥耗水量最大，該階段小麥生長旺盛，需水量大，而成熟期土壤含水量最高，表明該階段根系吸水緩慢，需水量減少。2.2不同生育時(shí)期0～100 cm土層總根質(zhì)量變化

不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層內(nèi)總根質(zhì)量變化見表2。各處理根質(zhì)量自拔節(jié)期逐漸增加，至開花期達(dá)到最大值。各灌水處理中，開花期土層內(nèi)根質(zhì)量與拔節(jié)、抽穗期之間差異顯著(P<0.05)，但與成熟期之間的顯著差異只存在W2和Wck2個(gè)灌水處理(P=0.033，P=0.040)。開花期4個(gè)灌水處理的根質(zhì)量分別占各自總根質(zhì)量的26.5%(W0)、26.3%(W1)、29.2%(W2)、30.7%(Wck)，開花期后根質(zhì)量逐漸下降。各灌水處理中總根質(zhì)量呈現(xiàn)W2>Wck>W1>W0的規(guī)律，但W1與W0處理間、Wck與W2處理間沒有差異。上述規(guī)律同時(shí)說明，灌水量越大，0～100 cm土層內(nèi)小麥根系生長越旺盛，總根質(zhì)量越大。4個(gè)生育時(shí)期內(nèi)各灌水量處理以開花期內(nèi)根質(zhì)量最大，拔節(jié)期根質(zhì)量最小。

2.3不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層根長密度變化

根長密度是表示植物根系長度在單位土體中分布特征的重要參數(shù)[12]。不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層內(nèi)根長密度變化見圖3。4個(gè)生育時(shí)期相比，開花期內(nèi)各灌水處理的根長密度值最大(W0占35.12%，W1占34.69%，W2占35.07%，Wck占34.43%)，表明此時(shí)小麥根系生長旺盛，吸水能力也最強(qiáng)；各處理中80～100 cm土層內(nèi)的根長密度值均最小(W0占0.11%，W1占0.06%，W2占0.05%，Wck占0.08%)，說明根系在這個(gè)層面分布也最少。隨著土層的加深，W0處理的根長密度漸漸顯示出優(yōu)勢，根長密度均大于其他處理，表明干旱無灌溉條件下，小麥自身向深層扎根并增加深層根量和根系活力尋找水分，以利于地上部分的生長。0～40 cm是各處理根長密度值的最大層次，該土層容納小麥的大部分根系，也是吸收水分的主要區(qū)域。灌水量越大，該層根系生長越旺盛，但Wck、W2處理間、W1、W0處理間差異并不顯著(P>0.05)，而Wck、W2處理與W1、W0處理間存在差異(P=0.014)。W2處理灌水量最高，但根長密度值在各土層并不是最高，說明水分過多抑制該處理根系的活力，反而對根系生長不利。

圖2　不同生育時(shí)期各土層土壤含水量垂直分布

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注：不同小寫字母(橫向比較)和大寫字母(縱向比較)分別表示相同生育時(shí)期內(nèi)不同灌水處理間、相同灌水處理在不同生育時(shí)期間在0.05水平的差異顯著。

Note: Treatment values followed by the different lowercase letter (within line) and the different capital letter (within column)refers to significant difference among different irrigation treatments in different growth period and different growth period in different irrigation treatments at the 0.05 level by pairedt-test, respectively.

圖3　不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層小麥根長密度(cm/cm3)變化

2.4不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層根體積變化

圖4　不同生育時(shí)期不同灌水量處理下0～100 cm土層小麥根體積(cm3)變化

2.5不同灌水量處理對小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量及水分利用的影響

不同灌水量處理對小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量及水分利用的影響見表3。Wck的產(chǎn)量最高，達(dá)到6 689.7 kg/hm2，其次分別為W2、W1、W0。其中W0與Wck分別與另3個(gè)處理間差異顯著(P=0.026，P=0.042)。W2處理雖然株高和地上部干質(zhì)量都最高，但在生長后期出現(xiàn)倒伏且貪青晚熟，所以產(chǎn)量較低。單株穗數(shù)、平均穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量4個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成因素均呈現(xiàn)Wck>W2>W1>W0的趨勢，且Wck與W2處理間、W1與W0處理間差異不顯著。隨著灌水量的增加，小麥的總耗水量明顯增加(W2>Wck>W1，3個(gè)處理間差異顯著，P=0.022)，而從水分利用率(WUE)來看，依次為Wck>W2>W1，Wck、W2與W1間差異顯著(P=0.037)。灌水量最高的W2處理水分利用率相對較低(只高于W1)，說明滴灌供水過高并不利于水分的高效利用和高產(chǎn)。

表3　各處理產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量及水分利用特征

注：不同小寫字母(橫向比較)表示不同灌水處理間在0.05水平差異顯著。

Note: Treatment values followed by the different lower case letter (within line) refers to significant difference among different irrigation treatments at the 0.05 level by paired t-test.

3討 論

3.1不同灌水量對春小麥根系時(shí)空分布的影響

植物根系的生長與分布與土壤的水分條件密切相關(guān)，小麥根系的生長會受到土壤水分環(huán)境和栽培水平的影響而發(fā)生適應(yīng)性變化，不同水分條件下小麥根系存在明顯差異[18]，水分管理對小麥根系產(chǎn)生間接甚至直接的影響，是調(diào)節(jié)根系空間構(gòu)型和分布的主要手段[19]；土壤水分正常條件下，植物根系將主要集中在淺土層，土壤水分虧缺條件下根系會增加在深層的分布[20]。合理的供水能夠改變作物根系的生長發(fā)育，促進(jìn)根系合理分布，提高水分利用率和產(chǎn)量[21]。薛麗華等[22]發(fā)現(xiàn)水分虧缺雖然減少淺土層的根體積密度，但增加80 cm以下深土層的根體積密度。李魯華等[23]認(rèn)為在嚴(yán)重缺水條件下(土壤相對含水量40% )，小麥根系生長嚴(yán)重受阻，根系干物質(zhì)明顯降低。本研究中，總根質(zhì)量、根長密度和根體積均隨生育時(shí)期的推進(jìn)呈先增后降的變化趨勢，且隨土層深度的增加而減少。隨著土層的加深(尤其80～100 cm)，不同灌水量處理中，W1處理的根長密度和根體積逐漸大于其他處理，表明缺水條件促使小麥自身向深層扎根尋找水分，增強(qiáng)抵御干旱的能力，以利于地上部分的生長，但W0處理因?yàn)閲?yán)重缺水而縮短根系生長發(fā)育時(shí)間，降低根系生物量，形成地上部的早衰而使產(chǎn)量低于另3個(gè)處理。 Kaul[24]和Cammue 等[25]認(rèn)為干旱導(dǎo)致根系呼吸速率下降，加速根系的衰老，從而導(dǎo)致低產(chǎn)。王冀川等[26]認(rèn)為根系處在過高的水分環(huán)境里會引起根內(nèi)細(xì)胞分裂素的減少，引起根系生長緩慢和生物量積累下降。本試驗(yàn)中，W2處理的過量水分造成土壤空氣缺乏，土壤通透性下降，影響根系的呼吸，致使小麥根系衰亡過快，加之倒伏等因素都使小麥產(chǎn)量降低。另外，研究發(fā)現(xiàn)滴灌小麥的根系主要分布于40 cm以上的土層，較常規(guī)灌溉根系分布淺[27]，加之灌溉次數(shù)較常規(guī)灌溉多，濕潤的土壤環(huán)境導(dǎo)致小麥根系的抗旱性下降，所以滴灌小麥比常規(guī)灌溉小麥更要注意水分的及時(shí)供給。

3.2不同灌水量對春小麥產(chǎn)量構(gòu)成因素、產(chǎn)量及水分利用率的影響

Liu等[28]研究表明，作物的株高、干物質(zhì)積累、產(chǎn)量等生理和產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)會隨灌水量的增大而增加，但當(dāng)灌水量超過一定值時(shí)產(chǎn)量反而會下降。高志紅等[9]研究發(fā)現(xiàn)，小麥株高對水分虧缺非常敏感。本研究中，W0、W1處理因?yàn)樗痔澣倍鴮π←溕L不利，株高較低，Wck、W2處理間小麥的株高差異不顯著，但W2處理的株高和地上部干物質(zhì)質(zhì)量最大，單株穗數(shù)、平均穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量也較高，卻因?yàn)楹笃诘狗拓澢嗤硎於巩a(chǎn)量比Wck低。該結(jié)果與王克全等[1]的研究結(jié)果較為一致。王冀川等[26]認(rèn)為缺水對小麥地上部生物量等的影響大于過量灌水，而單株穗數(shù)、平均穗質(zhì)量、穗粒數(shù)、千粒質(zhì)量4項(xiàng)產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)對最終產(chǎn)量的形成起到關(guān)鍵的作用，本試驗(yàn)中W0、W1處理下較低的這4項(xiàng)指標(biāo)是導(dǎo)致兩處理產(chǎn)量低的重要原因。高志紅等[9]認(rèn)為過度缺水(如本研究中的W0處理)會顯著降低小麥產(chǎn)量和水分利用率；巨龍等[29]、張學(xué)忠等[30]研究表明，隨著總耗水量的增加，水分利用率呈現(xiàn)先增加后下降的趨勢，本研究中W2處理總耗水量最大，水分利用率卻較Wck低，說明過高的灌水定額既浪費(fèi)水資源，還對產(chǎn)量形成負(fù)面影響。適量的灌水量保持土壤適宜的含水量，特別是在生長后期，合適的水分供應(yīng)對延緩根系衰老，提高小麥穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量具有十分重要的意義。本試驗(yàn)中，只有Wck(3 750 m3/hm2)這一灌水模式達(dá)到高產(chǎn)與節(jié)水的目的，體現(xiàn)滴灌技術(shù)節(jié)水高產(chǎn)的優(yōu)越性。

4結(jié) 論

滴灌屬于小定額的連續(xù)供水，對表層小麥根系的生長影響很大。本研究認(rèn)為0～20 cm是根系活動最為旺盛的區(qū)域。滴灌條件下，開花期內(nèi)小麥根系的耗水量最大；土壤水分適宜，表層根量增加；水分過多會導(dǎo)致根系生長受抑，促使根系活力下降，根系衰亡提前，影響水分和養(yǎng)分的吸收，最終導(dǎo)致水分利用率和產(chǎn)量下降。水分過少在一定程度上促進(jìn)了深層根量的增加，有助于干旱條件下小麥根系利用深層土壤的水分和提高水分利用效率，卻造成較低的產(chǎn)量。土壤水分嚴(yán)重缺乏致使根系吸水困難，對表層土壤根系數(shù)量的增加不利，也會導(dǎo)致減產(chǎn)，由此建議在水資源相對充沛條件下滴灌小麥采用Wck處理。隨著生產(chǎn)實(shí)踐中滴灌小麥灌水定額的不斷修訂，相關(guān)科學(xué)問題需要進(jìn)一步的深入研究。

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實(shí)驗(yàn)組部分章節(jié)采用病例討論教學(xué)法。教學(xué)過程：（1）病例準(zhǔn)備：課程講授結(jié)束后安排1次病例討論（3學(xué)時(shí)），提前2周將病例發(fā)給每位學(xué)生，提出需要討論的內(nèi)容。（2）分組討論：將學(xué)生分組進(jìn)行討論，每組6～8人。（3）匯報(bào)結(jié)果：課堂上每組安排1名學(xué)生代表發(fā)言，匯報(bào)該組觀點(diǎn)，然后由組內(nèi)其他成員作補(bǔ)充，對發(fā)言進(jìn)行糾正及點(diǎn)評。（4）教師點(diǎn)評：教師對病例分析的全過程進(jìn)行總結(jié)歸納，對教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充。（5）課后總結(jié)：要求學(xué)生根據(jù)病例中患兒的臨床表現(xiàn)完成一份護(hù)理計(jì)劃書。

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Received 2015-01-07Returned2015-04-03

Foundation itemFund of Technological Innovation for Youth of Xinjiang Production and Construction Corps(No.2013CB013)；Development Plan of Science and Technology Research for Excellent Youth of Shihezi University(No.2012ZRKXYQ11)；National Natural Science Foundation of China(No.51169022)；the Key Sci-tech Project of the “11th 5-year-plan” of China(No.2011BAD29B06).

First authorZHANG Wei,male,Ph.D,associate professor.Research area:farming system and agricultural ecology.E-mail:bluesky2002040@163.com

(責(zé)任編輯：成敏Responsible editor:CHENG Min)

Effects of Drip Irrigation Amount on Root Spatial and Temporal Distribution, Water Use Efficiency and Yield in Spring Wheat

ZHANG Wei1，2, LI Luhua1，2and Lü Xin2

(1.Farming Staff Room, College of Agronomy, Shihezi University, Shihezi Xinjiang 832003, China;2.The Key Oasis Eco-agriculture Laboratory of Xinjiang Production and Construction Group, Shihezi Xinjiang 832003, China)

AbstractField experiment was conducted to explore the spatial and temporal distribution of wheat roots, water use efficiency and yield in spring wheat under drip irrigation in the arid region of Xinjiang. The spring wheat cultivar ‘Xinchun 19’ was used as test material. There were four irrigation amount treatments in the fixed field trail, including no irrigation(W0), 1 500(W1),4 500 (W2) and 3 750 m3/hm2(Wck). The experiment measured the vertical distribution and dynamic change of root length density, root volume, root mass of wheat in 0-100 cm soil depth at jointing stage, heading stage, flowering period and mature period. The result showed that there was the lowest soil moisture content and highest water consumption of wheat root during flowering period. The largest amount of roots (i.e., root mass,root length density and root volume) was detected at 0-20 cm depth range which was also the most active region for wheat root system. Total amount of root system in the surface layer was increased in the appropriate soil moisture (at Wcktreatment). But excessive water (at W2 treatment) inhibited the growth of root systems, reduced the root activity and the absorption amount of water, water use efficiency and yield for wheat. Although low irrigation amount (at W1 treatment) increased total amount of root at deep layer of soil and contributed to using deep soil moisture for wheat and enhancing water use efficiency under dry conditions, the wheat yield was lower. An acute shortage of water (at W0 treatment) caused hard water absorption, root number decreasing at surface layer of soil and resulted in yield loss. Therefore, it is better to use water applied at Wcktreatment under the condition of abundant water resources, considering the balance of water saving and high yield.

Key wordsDrip irrigation amount; Spring wheat; Root distribution; Water use efficiency; Yield

Corresponding authorLü Xin,male,professor,Ph.D tutor.Research area:agricultural ecology.E-mail:lxshz@126.com

中圖分類號S512.1+2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

文章編號1004-1389(2016)03-0361-11

通信作者：呂新，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究。E-mail:lxshz@126.com

基金項(xiàng)目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)青年科技創(chuàng)新資金專項(xiàng)(2013CB013)；石河子大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃優(yōu)秀青年項(xiàng)目(2012ZRKXYQ11)；國家自然科學(xué)基金(51169022)；國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD29B06)。

收稿日期：2015-01-07修回日期：2015-04-03

網(wǎng)絡(luò)出版日期：2016-03-06

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20160306.1610.014.html

第一作者：張偉，男，博士，副教授，從事耕作學(xué)與農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)研究。E-mail:bluesky2002040@163.com